基于競爭與干擾的無線自組織網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議性能優(yōu)化.pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡(luò)(Wireless Ad hoc Network)是由多個(gè)無線終端所組成的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。由于它的臨時(shí)自組織以及無基礎(chǔ)設(shè)施的特性，使得傳統(tǒng)有中心網(wǎng)絡(luò)的MAC(Medium Access Control)協(xié)議無法滿足無線自組網(wǎng)的需求。因此，設(shè)計(jì)適合無線自組織網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的MAC協(xié)議對于無線自組織網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化具有重要的意義。
　　 競爭是無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中獲取信道資源的重要方式，也是MAC協(xié)議的基礎(chǔ)。又由于無線Ad

2、hoc網(wǎng)絡(luò)采用多跳共享廣播信道方式，因此使得干擾問題也成為MAC協(xié)議優(yōu)化的重要挑戰(zhàn)。本文針對MAC協(xié)議在無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的工作特性，著重關(guān)注無線ad hoc網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中MAC層的競爭以及干擾問題，從網(wǎng)絡(luò)全局網(wǎng)絡(luò)容量優(yōu)化以及局部競爭與干擾優(yōu)化兩個(gè)方面著手進(jìn)行無線自組織網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議性能優(yōu)化。本文的主要研究如下:
　　 (1)首先，從全局網(wǎng)絡(luò)容量優(yōu)化的角度，本文提出了一個(gè)動(dòng)態(tài)干擾退避策略。該策略通過收集網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的干擾信息，在分析節(jié)

3、點(diǎn)之間的并發(fā)干擾對于傳輸節(jié)點(diǎn)對之間信道容量的影響的基礎(chǔ)上，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的傳輸功率，載波監(jiān)聽門限，從而動(dòng)態(tài)的協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的空間復(fù)用與網(wǎng)絡(luò)中存在的累積干擾水平。并進(jìn)一步在傳輸節(jié)點(diǎn)對之間選擇合適的數(shù)據(jù)傳輸速率，提高無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量。
　　 (2)其次，本文在分析局部競爭與干擾對于節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)能力影響的基礎(chǔ)上，提出一個(gè)基于競爭與干擾的信道預(yù)置協(xié)議。該信道預(yù)置策略在收集節(jié)點(diǎn)自身隊(duì)列，競爭以及干擾等信息的基礎(chǔ)上，預(yù)置信道使用權(quán)以發(fā)送等待隊(duì)列中

4、的數(shù)據(jù)幀，并將信道預(yù)置信息擴(kuò)展覆蓋至干擾區(qū)域。使得預(yù)置的數(shù)據(jù)幀無需競爭接入信道，同時(shí)不會(huì)遭受隱藏終端的干擾。從而降低數(shù)據(jù)幀競爭接入時(shí)延，沖突，進(jìn)而降低節(jié)點(diǎn)等待隊(duì)列溢出概率，以及節(jié)點(diǎn)處于空閑狀態(tài)的時(shí)間。提升多跳網(wǎng)絡(luò)中單跳節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)能力。
　　 (3)最后，本文在分析節(jié)點(diǎn)局部空間位置對于傳輸節(jié)點(diǎn)對之間數(shù)據(jù)幀信號(hào)質(zhì)量以及干擾承受能力的影響的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)基于區(qū)分競爭的數(shù)據(jù)幀優(yōu)先權(quán)分級(jí)策略。該策略根據(jù)各傳輸節(jié)點(diǎn)對之間的數(shù)據(jù)幀的不同信